2021-2022学年陕西省西安市高陵县第一综合中学高二物理上学期期末试题含解析

2021-2022学年陕西省西安市高陵县第一综合中学高二物理上学期期末试题含解析一、选择题：本题共5小题，每小题3分，共计15分．每小题只有一个选项符合题意1.如图所示，矩形线框绕垂直于匀强磁场的轴匀速转动时产生交变电流，下列说法正确的是A．当线框位于中性面时，线框中感应电动势最大B．当穿过线框的磁通量为零时，线框中的感应电动势也为零C．每当线框经过中性面时，感应电动势方向就改变一次

D．线框垂直中性面时，线框中感应电动势最大参考答案：CD2.用单色光做双缝干涉实验，下列说法正确的是(

)A．相邻干涉条纹之间的距离相等B．中央明纹宽度是两边明纹宽度的两倍C．屏与双缝之间距离减小，则屏上条纹间的距离增大D．在实验装置不变的情况下，红光的条纹间距小于蓝光的条纹间距参考答案：A3.如图所示，线圈由位置A开始自由下落，如果在运动中受到的磁场力总小于重力，则它通过A、B、C、D四个位置时(B、D位置恰使线圈面积有一半在磁场中)，加速度的关系正确的为(

)A．aA>aB>aC>aD

B．aA＝aC>aB＝aDC．aA＝aC>aD>aB

D．aA＝aC>aB>aD参考答案：D4.（单选）额定电压为4.0V的直流电动机的线圈电阻为1.0，正常工作时，电动机线圈每秒产生的热量为4.0J，下列计算结果正确的是（

）A．电动机正常工作时的电流强度为2.0A

B．电动机正常工作时的输出功率为8.0WC．电动机每秒将电能转化成机械能为16.0J

D．电动机正常工作时的输入功率为4.0W参考答案：A5.如图所示，在研究平抛运动时，小球A沿轨道滑下，离开轨道末端（末端水平）时撞开接触开关S，被电磁铁吸住的小球B同时自由下落．改变整个装置的高度H做同样的实验，发现位于同一高度的A、B两个小球总是同时落地．该实验现象说明了A球在离开轨道后

A．竖直方向的分运动是自由落体运动B．水平方向的分运动是匀加速直线运动C．水平方向的分运动是匀速直线运动D．竖直方向的分运动是匀速直线运动参考答案：C二、填空题：本题共8小题，每小题2分，共计16分6.（4分）发电机路端电压为220V，输出功率为110kW。若要保证用户得到100kW的电功率，输电线的电阻不得大于

，若用一个理想变压器升压至5500V输出，输电线的电阻不得大于

。参考答案：0.04；257.有一台电动起重机，其两端的电压为380伏，通过它的电流为10安时，起重机正好以3m/s的速度匀速提起100千克的物体，不考虑其他机械能的损失，则电动机的电阻为

Ω。（g取10m/s2）参考答案：8由能量守恒：380×10=3800=100R+1000×3解得R=8Ω8.带电的云层中蕴含着巨大的能量，如果能够利用起来，将是一种电力资源。在一次闪电中，云层与地面间的电势差约为2×103V，所放电荷量约为40C，则产生的总电能约为_________J。参考答案：

8×1049.如下图，图线a是线圈在匀强磁场中匀速转动时所产生的正弦交流电的图象，当调整线圈转速后，所产生正弦交流电的图象如图线b所示，线圈先后两次转速之比为

；两种情况在相等时间内产生的焦耳热之比Qa∶Qb＝

。参考答案：3∶2

；

9∶410.如图所示，在场强为E、方向竖直向下的匀强电场中，有两个质量均为m的带电小球，电荷量分别为+2q和-q，两个小球用长为L的绝缘细线相连，另用绝缘细线系住带正电的小球悬挂于O点而处于平衡状态，重力加速度为g，上面的一段细线对悬点O的作用力大小等于_____。参考答案：11..在奥运会10米跳台跳水比赛中，一运动员跳离跳台时的速度，则运动员落到水面时的速度大小为

m／s。（忽略空气阻力的影响，）参考答案：12.如图所示，为一个多用表的刻度盘，当多用表选择开关置于“0.6A”档位时，指针如图中①位置所示，测出的电流强度为

A；当选择开关置于“3V”档位时，指针如图中②位置所示，测出的电压为

V.参考答案：13.有一种“隐形飞机”，可以有效避开雷达的探测，秘密之一在于它的表面有一层特殊材料，这种材料能够__▲__(填“增强”或“减弱”)对电磁波的吸收作用；秘密之二在于它的表面制成特殊形状，这种形状能够___▲___(填“增强”或“减弱”)电磁波反射回雷达设备．参考答案：增强

减弱

三、实验题：本题共2小题，每小题11分，共计22分14.用如图甲所示的电路测量一节蓄电池的电动势和内电阻。蓄电池的电动势约为2V，内电阻很小。除蓄电池、开关、导线外可供使用的实验器材还有：A．电压表V1（量程3V）；B．电流表A1（量程0.6A）；C．A2电流表（量程3A）D．定值电阻R0（阻值4Ω，额定功率4W）E．滑动变阻器R（阻值范围0—20Ω，额定电流1A）（1）电流表应选

（2）根据实验数据作出U—图像（如图乙所示），则蓄电池的电动势E＝

V，内阻r=

Ω参考答案：（1）B

（2）2.10V，0.20Ω15.某同学用如图甲所示装置通过半径相同的A、B两球的碰撞来验证动量守恒定律。图中PQ是斜槽，QR为水平槽。实验时先使A球从斜槽上某一固定位置G由静止开始滚下，落到位于水平地面的记录纸上，留下痕迹.重复上述操作10次，得到10个落点痕迹。再把B球放在水平槽上靠近槽末端的地方，让A球仍从位置G由静止开始滚下，和B球碰撞后，A、B球分别在记录纸上留下各自的落点痕迹，重复这种操作10次。图甲中O点是水平槽末端R在记录纸上的垂直投影点。B球落点痕迹如图乙所示，其中米尺水平放置，且平行于G、R、O所在的平面，米尺的零点与O点对齐。

甲

第9题图

乙

（1）碰撞后B球的水平射程应取为

cm。（2）以下关于本次实验的说法，正确的有__________（不定项选择）A.斜槽的末端必须水平B.必须测量水平槽面离地面的高度或小球在空中飞行时间C.A球质量应大于B球质量D.A球和B球的质量可以不用测量参考答案：（1）（2分）64.5cm；（2）（4分）AC四、计算题：本题共3小题，共计47分16.（20分）如图所示，一块长为的光滑平板PQ固定在轻质弹簧上端，弹簧的下端与地面固定连接。平板被限制在两条竖直光滑的平行导轨之间（图中未画出竖直导轨），从而只能地竖直方向运动。平板与弹簧构成的振动系统的振动周期。一小球B放在光滑的水平台面上，台面的右侧边缘正好在平板P端的正上方，到P端的距离为。平板静止在其平衡位置。水球B与平板PQ的质量相等。现给小球一水平向右的速度，使它从水平台面抛出。已知小球B与平板发生弹性碰撞，碰撞时间极短，且碰撞过程中重力可以忽略不计。要使小球与平板PQ发生一次碰撞而且只发生一次碰撞，的值应在什么范围内？取参考答案：解析：如果小球的水平速度比较大，它与平板的第一次碰撞正好发生在平板的边缘Q处，这时的值便是满足题中条件的最大值；如果小球的水平速度较小，在它与平板发生第一次碰撞后再次接近平板时，刚好从平板的边缘Q处越过而不与平板接触，这时的值便是满足题中条件的最小值．设小球从台面水平抛出到与平板发生第一次碰撞经历的时间为，有

（1）若碰撞正好发生在Q处，则有

（2）从（1）、（2）两式解得的值便是满足题中条件的最大值，即

（3）代入有关数据得

（4）如果，小球与平板的碰撞处将不在Q点．设小球第一次刚要与平板碰撞时在竖直方向的速度为，则有

（5）以、分别表示碰撞结束时刻小球和平板沿竖直方向的速度，由于碰撞时间极短，在碰撞过程中，小球和平板在竖直方向的动量守恒．设小球和平板的质量都是m，则有

（6）因为碰撞是弹性的，且平板是光滑的，由能量守恒可得

（7）解（6）、（7）两式，得

（8）

（9）碰撞后，平板从其平衡位置以为初速度开始作简谐振动．取固定坐标，其原点O与平板处于平衡位置时板的上表面中点重合，x轴的方向竖直向下，若以小球和平板发生碰撞的时刻作为，则平板在t时刻离开平衡位置的位移

（10）式中

（11）A和是两个待定的常量，利用参考圆方法，在t时刻平板振动的速度

（12）因时，．，由（9）、（11）、（12）式可求得

（13）

（14）把（13）、（14）式代入（10）式，得

（15）碰撞后，小球开始作平抛运动．如果第一次碰撞后，小球再经过时间与平板发生第二次碰撞且发生在Q处，则在发生第二次碰撞时，小球的x座标为

（16）平板的x座标为

（17）在碰撞时，有

（18）由（16）、（17）、（18）式，代入有关数据得

（19）这便是满足的方程式，通过数值计算法求解方程可得（参见数值列表）

（20）如果第二次碰撞正好发生在平板的边缘Q处，则有

（21）由（1）、（20）和（21）式得

（22）而满足题中要求的的最小值应大于（22）式给出的值．综合以上讨论，的取值范围是

（23）附：（19）式的数值求解用数值解法则要代入不同数值，逐步逼近所求值，列表如下：0.7300.7500.7600.7650.7700.7710.7720.7750.7800.7900.8103.313.123.022.962.912.912.902.862.812.702.482.612.762.832.872.912.912.912.942.983.063.210.700.360.190.0900-0.01-0.08-0.17-0.36-0.73

17.节能混合动力车是一种可以利用汽油及所储存电能作为动力来源的汽车。有一质量m=1000kg的混合动力轿车，在平直公路上以v1=90km/h匀速行驶，发动机的输出功率为P=50kW。当驾驶员看到前方有80km/h的限速标志时，保持发动机功率不变，立即启动利用电磁阻尼带动的发电机工作给电池充电，使轿车做减速运动，运动L=72m后，速度变为v2=72km/h。此过程中发动机功率的用于轿车的牵引，用于供给发电机工作，发动机输送给发电机的能量最后有50%转化为电池的电能。假设轿车在上述运动过程中所受阻力保持不变。求(1)轿车以v1=90km/h在平直公路上匀速行驶时，所受阻力F阻的大小；(2)轿车从v1=90km/h减速到v2=72km/h过程中，获得的电能E电；(3)轿车仅用其在上述减速过程中获得的电能E电维持v2=72km/h匀速运动的距离L’。参考答案：18.如图所示，半径为R的光滑半圆环轨道与高为10R的光滑斜轨道放在同一竖直平面内，两轨道之间由一条光滑水平轨道CD相连，水平轨道与斜轨道间有一段圆弧过渡.在水平轨道上，轻质弹簧被a、b两小球挤压，处于静止状态.同时释放两个小球，a球恰好能通过圆环轨道最高点A，b球恰好能到达斜轨道的最高点B，已知a球质量为m，重力加速度为g.求：

(1)a球释放时的速度大小；

(2)b球释放时的速度大小；

(3)释放小球前弹簧的弹性势能.参考答案：